張玉葉 王春歆 李明珠

無人機(jī)進(jìn)入海戰(zhàn)場(chǎng)并非近些年的事情，早在20世紀(jì)60年代，反潛無人直升機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)。此后，各種型號(hào)各種用途的無人機(jī)相繼研發(fā)。未來，無人機(jī)也必將更加廣泛地應(yīng)用于海戰(zhàn)場(chǎng)，整個(gè)海上作戰(zhàn)體系將伴隨無人機(jī)的介入實(shí)現(xiàn)重構(gòu)。

無人機(jī)戰(zhàn)技術(shù)特點(diǎn)

一臺(tái)無人機(jī)必須具備以下特性：無人機(jī)應(yīng)該要穩(wěn)定，不可無預(yù)警突然震動(dòng)、搖晃或傾斜；無人機(jī)的動(dòng)作要非常精確；無人機(jī)要能抵抗下雨、灰塵、高溫等環(huán)境狀況；無人機(jī)的低功耗設(shè)計(jì)；無人機(jī)的環(huán)境感知能力；具有聯(lián)網(wǎng)功能。

無人機(jī)的特性決定了其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒈扔腥孙w機(jī)要廣泛得多，更能適應(yīng)高危險(xiǎn)、長(zhǎng)時(shí)間的飛行任務(wù)。

航程遠(yuǎn)，續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)美國(guó)掠奪者無人機(jī)最大航程400海里，續(xù)航時(shí)間高達(dá)40小時(shí)。而全球鷹無人機(jī)作戰(zhàn)半徑可達(dá)到1200海里，可對(duì)一個(gè)目標(biāo)區(qū)域留空24小時(shí)持續(xù)監(jiān)視。

隱身性強(qiáng)一般無人機(jī)的物理面積都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于有人飛機(jī)，能夠適應(yīng)有人飛機(jī)適應(yīng)不了的低空、超低空飛行。

經(jīng)濟(jì)性好無人機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、尺寸小、使用方便、易于操作和維護(hù)，所以其研制費(fèi)、生產(chǎn)成本和維護(hù)費(fèi)要比載人飛機(jī)低得多，還可節(jié)省培訓(xùn)飛行員的大量費(fèi)用。

智能化無人機(jī)作戰(zhàn)系統(tǒng)具備與執(zhí)行任務(wù)相匹配的智能控制能力。智能控制不僅表現(xiàn)為可以依據(jù)事先的規(guī)劃指令和任務(wù)實(shí)施過程進(jìn)行最優(yōu)控制，更重要的是控制系統(tǒng)可以根據(jù)自身對(duì)內(nèi)部、外部的感知信息，結(jié)合任務(wù)需求，自主對(duì)路徑、規(guī)避、目標(biāo)選擇等作出決策。

無人機(jī)在未來海戰(zhàn)場(chǎng)的典型作戰(zhàn)應(yīng)用場(chǎng)景

作戰(zhàn)場(chǎng)景一：無人機(jī)集群攻擊無人機(jī)集群協(xié)同攻擊作戰(zhàn)，就是在可能損失部分無人機(jī)的條件下，確保任務(wù)的完成率，從以平臺(tái)為中心，轉(zhuǎn)變?yōu)橐宰鲬?zhàn)任務(wù)為中心，可以執(zhí)行超長(zhǎng)時(shí)、重復(fù)、危險(xiǎn)任務(wù)。

集群無人機(jī)平臺(tái)在目標(biāo)空域中收到攻擊指令時(shí)，無人機(jī)平臺(tái)間進(jìn)行協(xié)同制導(dǎo)控制完成對(duì)目標(biāo)的攻擊，需要解決多約束條件下的協(xié)同攻擊問題。主要的作戰(zhàn)樣式有：

第一，大型敵方目標(biāo)的突防、飽和攻擊與毀傷。通過計(jì)算大型敵方目標(biāo)的各層次設(shè)施的毀傷值，顯示僅靠單架無人機(jī)平臺(tái)打擊效果并不明顯，所以要使用多架無人機(jī)平臺(tái)進(jìn)行集群飽和攻擊。根據(jù)目標(biāo)規(guī)模大小，發(fā)射若干數(shù)量無人機(jī)，協(xié)同展開警戒任務(wù)和攻擊任務(wù)；高速掠海飛行突防到艦隊(duì)區(qū)域附近，急劇攀升適當(dāng)高度釋放；當(dāng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)時(shí)，根據(jù)無人平臺(tái)協(xié)同攻擊策略和聯(lián)合火力打擊方案，可實(shí)施自主攻擊，也可引導(dǎo)后方火力攻擊，按照打擊優(yōu)先順序，協(xié)同執(zhí)行攻擊任務(wù)。

第二，島嶼登陸作戰(zhàn)中的預(yù)警、干擾與協(xié)同打擊。估算無人機(jī)在飛抵島嶼區(qū)域的生存率，計(jì)算完成任務(wù)需要同時(shí)發(fā)射的無人機(jī)數(shù)量；利用艦載平臺(tái)隱蔽接近目標(biāo)區(qū)域，以最大數(shù)量發(fā)射無人機(jī)，形成集群發(fā)射到任務(wù)區(qū)域；執(zhí)行空中預(yù)警、戰(zhàn)場(chǎng)偵察與監(jiān)視、協(xié)同火力打擊、電子干擾、誘餌欺騙，以及毀傷評(píng)估等任務(wù)。

作戰(zhàn)場(chǎng)景二：無人機(jī)誘餌對(duì)抗艦載戰(zhàn)斗機(jī)編隊(duì)作戰(zhàn)時(shí)，無人機(jī)搭載平臺(tái)同時(shí)釋放無人機(jī)誘餌，誘餌數(shù)量是編隊(duì)中戰(zhàn)斗機(jī)數(shù)量的2～3倍或者更多。戰(zhàn)斗機(jī)編隊(duì)與無人機(jī)在空中匯合組成混合編隊(duì)，無人機(jī)編隊(duì)在前，戰(zhàn)斗機(jī)編隊(duì)在后，保持安全飛行距離，采用低空突防方式殲敵。誘餌機(jī)與戰(zhàn)斗機(jī)飛行速度基本相同，混合編隊(duì)隊(duì)形與戰(zhàn)斗機(jī)編隊(duì)類似。

艦載戰(zhàn)斗機(jī)編隊(duì)對(duì)抗階段示意

假設(shè)突防開始后，由于雷達(dá)探測(cè)及隱身性能的差異，敵機(jī)雷達(dá)會(huì)先發(fā)現(xiàn)我方編隊(duì)，整個(gè)作戰(zhàn)過程分為三個(gè)階段。

第一階段，敵我雙方距離達(dá)到敵機(jī)空空打擊距離范圍時(shí)，敵機(jī)雷達(dá)開機(jī)搜索截獲我方目標(biāo)并發(fā)射空空彈攻擊。此時(shí)，我方被截獲的目標(biāo)可能是有人戰(zhàn)斗機(jī)，也可能是誘餌無人機(jī)。由于誘餌機(jī)數(shù)量遠(yuǎn)多于戰(zhàn)斗機(jī)、反射雷達(dá)電磁波能力更強(qiáng)，并且位置上更靠前，敵機(jī)雷達(dá)大概率會(huì)截獲誘餌機(jī)。

第二階段，利用敵方雷達(dá)制導(dǎo)空空導(dǎo)彈對(duì)誘餌進(jìn)行攻擊的時(shí)間間隙，我方戰(zhàn)斗機(jī)繼續(xù)向敵方飛機(jī)突防，到達(dá)我方雷達(dá)探測(cè)距離內(nèi)，我方雷達(dá)即開機(jī)搜索、截獲目標(biāo)，實(shí)施空空導(dǎo)彈攻擊。

第三階段，當(dāng)誘餌機(jī)突防成功，到達(dá)敵機(jī)一定距離時(shí)，以自爆的形式向敵機(jī)造成損傷。

無人機(jī)突防過程

作戰(zhàn)場(chǎng)景三：無人機(jī)海戰(zhàn)場(chǎng)效能評(píng)佑艦艇編隊(duì)作戰(zhàn)中很重要的一項(xiàng)任務(wù)是海戰(zhàn)場(chǎng)效能評(píng)估。無人機(jī)可以攜帶多種成像傳感器，如光學(xué)、紅外、SAR等成像設(shè)備，可以獲取各種類型的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行海戰(zhàn)場(chǎng)偵察。無人機(jī)將海戰(zhàn)場(chǎng)信息傳送給指揮中心，指揮中心將打擊后的圖像與打擊前模型庫做匹配，根據(jù)這些信息對(duì)打擊效果進(jìn)行評(píng)估。

無人機(jī)要到敵方海域活動(dòng)，面臨著由預(yù)警雷達(dá)、航空火炮、航空導(dǎo)彈和殲敵機(jī)等構(gòu)成的現(xiàn)代化防空系統(tǒng)的威脅。無人機(jī)突防能力指標(biāo)常常定義為：敵殲擊機(jī)防區(qū)突破概率、敵艦空導(dǎo)彈防區(qū)突破概率、敵艦炮防區(qū)突破概率三者的乘積。需要綜合考慮無人機(jī)性能、油耗、到達(dá)時(shí)間、飛行區(qū)域等條件，根據(jù)敵防空布置情況，為艦載無人機(jī)規(guī)劃出從起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的一條或多條最優(yōu)航線，保證艦載無人機(jī)突破敵防空系統(tǒng)，完成任務(wù)并安全返回。無人機(jī)突破敵方防空系統(tǒng)常常采用：超低空飛行、中高空突防、無線電靜默、隱性技術(shù)、欺騙戰(zhàn)術(shù)等。遵循三原則：采取隱身手段不被發(fā)現(xiàn)；盡量不進(jìn)入敵防空區(qū)域；采取規(guī)避動(dòng)作免受損傷。

作戰(zhàn)場(chǎng)景四：無人機(jī)遠(yuǎn)海防衛(wèi)信息保障第一，利用臨近空間無人機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)海作戰(zhàn)的通信中繼。對(duì)于遠(yuǎn)海艦艇編隊(duì)來說，最好的通信中繼就是衛(wèi)星，但很多遠(yuǎn)海地域是中繼衛(wèi)星覆蓋邊緣或者覆蓋范圍之外。短時(shí)間內(nèi)，大量發(fā)射中繼衛(wèi)星覆蓋大量遠(yuǎn)海范圍并不現(xiàn)實(shí)，而臨近空間無人機(jī)可以很好地解決這一問題。臨近空間即離地球表面約20～100千米的空域。對(duì)大多數(shù)飛機(jī)來說這個(gè)區(qū)域太高，對(duì)衛(wèi)星來說又太低。而臨近空間無人機(jī)運(yùn)行于臨近空間，相比于使用衛(wèi)星成本很低，生存能力強(qiáng)。

其中，太陽能無人機(jī)的滯空時(shí)間長(zhǎng)，成為各國(guó)研究的重點(diǎn)。目前各國(guó)臨近空間太陽能無人機(jī)大都還處于驗(yàn)證階段，主要問題是載荷較小，面對(duì)臨近空間復(fù)雜的電磁環(huán)境是無人機(jī)可靠性不高等問題。

一旦太陽能臨近空間無人飛行器技術(shù)成熟，就可以解決遠(yuǎn)海艦艇編隊(duì)的衛(wèi)星通信覆蓋不到的問題。遠(yuǎn)海艦艇編隊(duì)與臨近空間通信中繼機(jī)建立鏈路，再利用中繼機(jī)的高度優(yōu)勢(shì)，與通信衛(wèi)星建立連接，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)海艦艇編隊(duì)在覆蓋范圍外與通信衛(wèi)星建立星地鏈路，為衛(wèi)星通信補(bǔ)盲。

通常臨近空間無人機(jī)可以滯空若干天，也就是說它可以根據(jù)任務(wù)態(tài)勢(shì)，提前布置在任務(wù)區(qū)域，并且持續(xù)執(zhí)行任務(wù)。但是由于臨近空間大氣稀薄，空氣升力較小，氧氣含量較少，這種臨近空間無人機(jī)通常都要有較大的翼展以保證足夠的升力，這樣就決定了它無法在?；脚_(tái)發(fā)射，包括航母平臺(tái)，但由于臨近空間飛行器擁有超長(zhǎng)時(shí)間的續(xù)航時(shí)間，因此可提前部署到任務(wù)區(qū)域，而且由于飛行距離接近太空，受他國(guó)領(lǐng)空限制較少?？梢愿采w范圍達(dá)上百海里，可以為其遠(yuǎn)海艦艇編隊(duì)提供通信中繼服務(wù)。

第二，無人預(yù)警機(jī)用于遠(yuǎn)海防衛(wèi)信息保障。與載人偵察預(yù)警機(jī)相比，無人預(yù)警機(jī)可以更前出，執(zhí)行更危險(xiǎn)的任務(wù)，有人預(yù)警機(jī)一般要在己方制空區(qū)域內(nèi)活動(dòng)。比如艦載預(yù)警機(jī)一般在距離航母400千米以內(nèi)巡邏警戒，還要4 架戰(zhàn)機(jī)貼身護(hù)航，4架在預(yù)警機(jī)前方100千米左右護(hù)航。因此，航母能掌握700～800千米內(nèi)的空情。有了無人預(yù)警機(jī)后，就可以再前出300千米，增加200多千米的預(yù)警距離。航母就能發(fā)現(xiàn)離自己1000千米的遠(yuǎn)程轟炸機(jī)，并起飛艦載殲擊機(jī)前去攔截。

衛(wèi)星覆蓋范圍外的通信中繼無人機(jī)工作示意

對(duì)于驅(qū)護(hù)艦為主的遠(yuǎn)海艦艇編隊(duì)而言，無人預(yù)警機(jī)能夠擺脫地球曲率對(duì)艦載雷達(dá)的限制，大大提高偵察預(yù)警的范圍，還能為導(dǎo)彈提供中繼制導(dǎo)服務(wù)，提高導(dǎo)彈命中率。其適合于各種遠(yuǎn)海艦艇編隊(duì)，即使是中小型編隊(duì)也能大大提高預(yù)警能力。無人預(yù)警機(jī)相當(dāng)于一個(gè)移動(dòng)雷達(dá)，不具備時(shí)時(shí)指揮功能，需要下傳數(shù)據(jù)，艦艇分析后再進(jìn)行指揮，也可以說這種預(yù)警機(jī)相當(dāng)于艦載雷達(dá)的空中延伸，解決艦艇編隊(duì)對(duì)海上中低空目標(biāo)的探測(cè)能力不足的問題。目前，預(yù)警無人機(jī)主要朝更大載荷、更短短距起降、更長(zhǎng)滯空時(shí)間方向發(fā)展。

結(jié)語

要使無人機(jī)在未來海戰(zhàn)場(chǎng)充分發(fā)揮作用，還需要進(jìn)一步發(fā)展相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，如無人機(jī)編隊(duì)飛行控制技術(shù)、高速遠(yuǎn)程無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)、傳感器技術(shù)、無人機(jī)的聯(lián)網(wǎng)與通信等。